高速串口以太网通信系统研究与设计

为了解决当前串口转以太网通信模块中传输速率慢、实时性差、实用性不高等问题,文中设计了一种高速实时以太网通信方案。该方案以FPGA作为驱动平台,结合以太网协议栈芯片CH395Q的特性优化了SPI通信协议,提高了数据传输速率;设计并实现了一种高速串行通信转低速串行通信的技术,极大地提高了数据传输的实时性。通过UDP数据组帧的形式进行网口数据收发,测试结果表明,该系统进行数据传输时SPI的实际传输速率能够达到15 Mbit/s,而且以太网通信的平均丢包率为0.085 2%。

基于CH579的高速串口服务器

针对目前的串口到网口数据透传模块存在传输速度慢、稳定性差、串口参数无法远程配置等问题,设计了一种基于CH579型号单片机的高速串口转以太网服务器。该系统通过采用串口八级FIFO缓存方式提高数据传输速率,通过优化串口成帧机制降低丢包率从而提高系统稳定性,通过设计串口参数配置协议实现上位机对串口参数的远程配置。测试结果表明:系统进行透明传输时串口最高波特率能达到5 Mbit/s,平均丢包率为0.0650%。因此该系统在提高串口波特率,提升系统稳定性和通用性上有明显改善。

基于CAN总线的红外CH_4监测仪设计

利用集成了A/D转换器和CAN控制器的高性能单片机C8051F040为控制核心,设计了一种基于CAN总线的红外CH4检测仪。使用高速收发器TJA1050,实现了CAN总线的接口设计,同时介绍了其硬件电路设计和相应软件设计。该监测仪具有响应快、性能稳定、抗干扰能力强等特点,通过CAN总线实现了远程监控现场气体浓度的功能。

FPGA集成FIFO在高过载存储测试系统中的应用

本文主要利用XILINX公司的FPGA芯片XC2S30内部的双口RAM来集成FIFO,并根据两种不同的三星公司FLASH存储器页编程缓冲寄存器容量,设计了两种不同的FIFO缓冲高过载存储测试解决方案,从而最大限度地利用了FPGA的内部资源,文中还给出了测试系统总体框图及应用情况。

基于ZYNQ的eMMC雷达数据存储系统设计

为了满足机载雷达数据存储系统对数据存储器大容量、读写速度快的需求,提出一种基于ZYNQ的eMMC雷达数据存储系统设计方案。该系统以ZYNQ-7000系列芯片为主控芯片,通过PL端对接收的雷达数据和GPS数据进行解析和组帧,将乒乓缓存技术与AXI4总线结合后把组帧后的数据传输到PS端的DDR中缓存,然后写入eMMC存储单元,存储完成后进行回读验证数据。实验结果表明,存储数据速度可达到60 MB/s,系统运行稳定,存储数据完整。相比于其他雷达数据存储系统,该系统具有高容量、集成度高、存储速度快的优点。

基于FPGA和UART接口的多路数据采集系统的实现

为了满足对采集后的数据进行快速、远距离的串行传输、并实时储存的需求,研制了一种基于FPGA和UART接口的多路数据采集系统。采用FPGA实现数据的采集模块、模拟信号路数选择以及数字信号的并串转换等功能;同时利用RS-422接口实现了数字信号远距离的串行传输。功能仿真和实际测量验证了设计的可行性。

基于FPGA和以太网接口的光栅解调应用

光纤光栅的传感信息是采用波长编码的方式进行的,解调的关键就是把传感信息从波长编码中完整地解调出来。文中介绍的光栅解调系统采用F-P滤波器对ASE光源进行扫描;采用FPGA作为控制核心;采用DM9000A完成网络接口设计,在FPGA内部实现了对光栅传感信号质心解调算法的程序设计和以太网接口控制程序的设计,FPGA具有多通道高速同步解算的能力,在对F-P滤波器500 Hz的扫描速率下,很好地实现了光纤光栅波长的同步实时解算。解调系统的解调精度可达到2 pm左右。

基于DDR3-SDRAM的高速视频传输系统

设计了一种基于多片DDR3-SDRAM多BANK存储技术的传输系统,用于高速视频图像的传输。采用Camera Link总线技术用来接收视频图像数据,采用DDR3-SDRAM用来转存数据,对系统软件进行了搭建,对数据进行编码,并对DDR3-SDRAM多BANK存储进行仿真及分析。结果表明,DDR3-SDRAM多BANK存储技术可以有效地提高DDR3-SDRAM的工作效率,满足高速视频存储的需求。

基于FPGA的小型弹上三向过载记录仪

在弹箭研发试验中,对弹体侵彻过载特性的测试具有重要意义。为获取弹体在膛内和整个飞行过程中的过载曲线,设计一种小型化、耐高冲击的三向过载记录仪。该记录仪以FPGA作为主控芯片,Flash作为存储介质,并采用MRAM备份关键数据以提高可靠性,通过回读数据的方式获得过载数据;采用高强度钢配合填充橡胶的复合结构提高记录仪的抗冲击能力。经某型号平衡炮测试表明:该记录仪能承受膛内和穿靶的高冲击,并有效记录轴、径、切3个方向的过载数据。实际测得最大过载峰值为2.6×10~4g,表明记录仪在弹上恶劣环境中具有较高的存活能力。

基于光栅传感器的空间靶标定位技术研究

由于太空环境的特殊性,空间靶标定位相对复杂,给武器的精度评估测试增加困难。针对现有定位技术在精度和使用寿命等方面都存在不足的问题,提出一种基于光栅传感阵列的空间靶标精确定位的方法。模拟靶标受子弹冲击的全过程,并通过力学仿真分析该过程中靶标应力应变的分布情况。搭建数据采集系统,由光栅传感阵列测得靶标各个位置的应变值,通过质心算法进行解算,最终确定射击中心点的位置。经过测试分析,该方法的定位误差在±0.5%以内,可实现空间靶标的精确定位。

基于DDS技术的F-P滤波器非线性补偿设计

设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)控制的可调谐光纤法布里-泊罗(FFP)滤波器的光纤光栅解调系统。并根据FFP的扫描特性使用FPGA生成FFP驱动电源。针对FFP压电陶瓷(PZT)的非线性特性,通过在FPGA中使用直接频率合成(DDS)技术对其进行线性补偿。补偿后线性度达到0.997,离散差值对应于扫描波长漂移,该值从补偿前的1.117nm被有效地控制在0.2nm范围内。

基于CPLD和闪存的微型大容量存储测试系统设计

本文结合实验研究工作,研究设计了用于导弹飞行参数测试系统,介绍了一种基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)和FIFO(先入先出存储器)以及NAND结构FLASH(闪存大容量存储器)的存储测试系统的设计方法,详细给出了这种测试系统的硬件原理和主要的时序设计思路.采用该设计方法所设计的测试系统不但可以实现微型低功耗和高速的数据采集,而且还可以实现扩展更多通道更大存储容量和速度的存储方案.

基于FPGA的信号质心硬件解算程序设计

文章是对基于FPGA的信号质心的解算程序进行设计;以FPGA作为数据处理及控制中心对信号进行解算处理和控制各种时序;本系统采用VHDL语言编写程序,要解算信号的质心,首先要对从AD转换得到的数据进行处理,然后FPGA对这些数据进行累加及乘积累加处理;以将解算结果按优先级顺序实时写入FIFO中去,最后通过网口将已处理的数据输出到计算机中;程序经过仿真测试后表明,可用FPGA对信号进行求取质心的运算。

基于网络传输的图像采集压缩系统接口设计

目前,在箭载视频图像测试中,由于视频图像数字化后数据量非常庞大,很难将如此大量的原始数据进行实时传输和存储,急需有效途径解决大数据量的传输、存储问题。针对这一问题,提出了一种网络传输的图像采集压缩系统的设计方案,并给出了该系统的详细设计,实现了图像数据压缩后的实时传输。在硬件部分,给出了网络传输接口电路及其仿真结果;并对数据发送、接收模块、数据捕获、解析模块进行了详细的描述与设计。

CPLD技术在微型化过载存测仪中的应用

本文结合实验研究工作,研究设计了用于某型号巡航导弹模拟侵彻钢靶的过载参数测试系统.该研究选用xilinx公司的最新产品coolrunner cpld系列可编程器件,详细介绍了 cpld型号的选择,系统的组成和工作原理,测试系统电路框图及系统工作状态图,任意分频器及具接口电路.并研究了其低功耗的实现.

基于ACTEL反熔丝FPGA的分频器优化设计

为了提高反熔丝FPGA芯片分频电路的系统工作频率,针对ACTEL公司提供的反熔丝芯片A32100DX,提出了基于计数器、移位寄存器与状态机的分频器VHDL编程方法,给出了硬件开发设计流程及3种设计方法的源程序,并对采用局部时钟及全局时钟、同步复位、异步复位、以及复位置零的计数器法在高低温环境下进行了后仿真对比分析,后仿真对比及烧写后的实测结果表明同步复位的移位寄存器分频方法后仿真速度最高,但在烧写后工作的可靠性不高,容易出现无输出现象,采用全局时钟且同步复位清零的计数器法速度较高,且工作可靠,已经在型号设计中采用。

一种用于水下测试的可扩展高速固态存储系统设计

针对图像数据采集的高速、可靠性等存储要求,设计了一种可扩展高速固态存储系统。系统固态存储单元使用FPGA控制FLASH构建存储阵列,同时结合DDR技术和流水线设计相结合的方法来提高其存储速度。系统接口采用用于高速数据传输的FMC接口,其具有多对吉比特接口信号引脚,结合板间高速视频数据的传输使用FPGA高速串行接口技术(Aurora协议),使系统能扩展多个存储BANK。实验结果表明该系统能可靠的提高系统的存储速度和存储容量并不丢失数据。

一种基于FPGA的等效焦平面电路的设计

为实现对某型号卫星红外遥感器内部信号处理电路的测试,提出一种基于FPGA的等效焦平面电路的设计。系统以FPGA为控制核心,通过USB3.0接口接收上位机发送的模拟红外图像数据并对其进行存储。根据上位机指令以及探测驱动信号产生指定图像的8路探测器拟合信号给信号处理电路,同时将指定图像数据通过Cameralink接口上传并显示。对比源图像和处理后的图像,结果表明所设计的等效焦平面电路能够模拟红外探测器的输出信号,为信号处理电路提供可靠信号源,对保证红外遥感器的性能具有重要意义。

无线通信数据采集与存储系统的设计

在某些特殊环境中,例如在有一定危险性的化学实验室做实验等情况下,需要采集特定的实验数据。针对这类危险环境,设计了一种无线通信数据采集与存储系统。系统采用FPGA和STM32单片机作为核心处理器,通过传感器将外部信号转为电信号,AD模块将传过来的电信号转化为数字信号,经FPGA处理后通过ZigBee发射模块传输给ZigBee接收模块,ZigBee接收模块接收的数字信号经由FPGA缓存到Flash中,接下来STM32单片机读写CH378将缓存到Flash中的数字信号以文件形式存储至SD卡。经测试验证,该系统在含硫等有害物质燃烧发光的实验中,光强数据在传输过程中高速稳定,采集到的实验数据准确、完整、可靠,同时整个系统具有体积小,成本低,便于携带等优点,具有非常广阔的应用前景。

一种炮弹落点搜寻装置设计

为了回收炮弹弹载记录仪,需要准确找到炮弹落点位置,并且保证当落点在遮挡环境以及无线传输环境较差时候依然能准确找到落点位置,设计一种多定位的信标机,先用最后接收到的GPS定位信号缩小目标位置,再依靠检测目标信号强度来寻找飞行器落点。本设计由发射端的GPS模块、FPGA控制的解码模块、LoRa远距离无线模块、接收端的数据处理显示模块、定向天线等组成。实验为定点测试实验,分别在学校的三处不同地点进行定位测试,测试结果如下,GPS信号定位参数为东经112.44571、北纬38.01395,3个观测点处信号最强方向信号强度分别为-49、-58.5和-65 dBm。通过最终接受的定位信息以及后期接收到的信号强度信息即可以有效找到炮弹落点位置,证明该搜寻装置的可实现性,为弹载记录仪的回收提高有效的搜寻手段。